Analyses intégratives de la différenciation des lymphocytes B normaux et néoplasiques à l'échelle de la cellule unique

Integrative analyses of normal and neoplastic B cell differentiation at the single-cell level

• Auteur / Autrice : Noudjoud Attaf
• Direction : Bertrand Nadel, Pierre Milpied
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Immunologie Marseille-Luminy (1976-....)
• Jury : Président / Présidente : Franck Galland
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Fazilleau, Philippe Gaulard, Éric Vivier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Sujobert, Céline Delaloy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lymphome du manteau

BAFF

Centre germinatif

Mots clés libres

Cellule Unique

Centre Germinatif

Différenciation plasmocytaire

Lymphocyte B

Lymphome Folliculaire

B cell

Follicular Lymphoma

Germinal Center

Plasma Cell Differentiation

Single-Cel.

Résumé

Dans le centre germinatif (GC) les lymphocytes B (LB) activés suivent une dynamique fine aboutissant à la différenciation en LB mémoires ou en plasmocytes (PC) à longue durée de vie. La différenciation en PC est cruciale pour une protection immunitaire hautement spécifique et durable, mais les facteurs régulant ce processus sont mal connus. Le lymphome folliculaire (FL) est issu d’une transformation maligne de LB du GC. Il a récemment été démontré que les LB du FL ne sont pas bloqués à un stade GC, suggérant leur plasticité. Une hétérogénéité intra-patient des LB du FL a également été décrite mais la dynamique fonctionnelle de ces cellules reste toujours inconnue. L’hétérogénéité fonctionnelle et la diversité clonale des LB normaux et néoplasiques rend cruciale l’utilisation de méthodes à l’échelle de la cellule unique. Nous avons donc développé le FB5P-seq, une méthode de RNA-seq intégrant le phénotype, le transcriptome et la séquence du récepteur B de chaque cellule unique. Chez des patients FL, nos analyses suggèrent que les LB néoplasiques sont plastiques et détournent le processus physiologique de différenciation du GC en formant un continuum d’états transitionnels.L’étude de la différenciation en PC a fait l’objet du développement d’outils originaux pour l’obtention de données préliminaires. Chez l’Homme nous avons étudié les signatures d’activation des LB du GC in vitro. Chez la souris, nous avons développé un modèle pour cartographier le destin in vivo des LB du GC, notamment lors de leur différenciation en PC.L’ensemble de ces travaux apporte une vision nouvelle sur la dynamique du FL ainsi que des méthodes novatrices pour étudier la différenciation en PC.

High-affinity antibodies mostly arise from germinal centers (GC). Within the GC, activated B cells follow tightly regulated dynamics resulting in their differentiation into memory B cells or long-lived plasma cells (PC). PC differentiation is crucial for highly specific long-term immune protection. Yet, the mechanisms underlying the regulation of this process are still poorly understood. Follicular lymphoma (FL) originates from GC-experienced B cells. It was recently shown that FL B cells are not blocked in a GC B cell state, suggesting their plasticity. It was also described that FL B cells display intratumoral heterogeneity. However, FL B cell dynamics remain unknown. The functional and clonal diversity in B cells make single-cell analyses crucial to study the biological and neoplastic processes involving these cells. We therefore developed FB5P-seq, a single-cell RNA-seq method for integrative analyses of gene expression, surface phenotype and B cell receptor sequence. In FL patients, our single-cell analyses revealed that FL B cells hijack the physiological GC differentiation process through a continuum of transitional cell states sustained by extrinsic signals delivered by tumor infiltrating T cells. The study of PC differentiation process led us to develop innovative experimental tools which we used to produce preliminary data. In humans, we studied gene expression signatures triggered by in vitro activation of GC B cells. In mice, we developed an in vivo model to map the fate of GC B cells, particularly their differentiation into PC. Altogether, our data shed new light on FL B cell dynamics and provide original approaches to study PC differentiation.